Вирішено задачу аналізу газорозрядних біомедичних зображень, що забезпечує оперативність, вірогідність і повноту врахування структурних особливостей рідиннофазних біооб'єктів. Визначено фрактальний спектр для описання кірліан-зображень шляхом застосування методу W-спектра зв'язності, що дало можливість створити на його базі нову класифікацію кірліан-зображень, визначити характерні параметри зображень кожної групи, спростити класичний метод розпізнавання кірліан-зображень і таким чином збільшити достовірність визначення їх стану. Удосконалено математичну модель взаємодії електричного поля з рідиннофазним біооб'єктом у процесі газорозрядної візуалізації шляхом врахування фізичних параметрів структури біооб'єкта, що дозволило теоретично обгрунтувати технічні параметри генераторів для газорозрядної візуалізації та реєстрації ефекту Кірліан і прогнозувати діапазони можливих значень ГРВ-характеристик піддослідних об'єктів. Удосконалено метод газорозрядної візуалізації на основі ефекту Кірліан шляхом введення у вимірювальний тракт ланки обробки форми зміни електричного струму розряду, що дозволило підвищити швидкодію та достовірність опрацювання газорозрядних біомедичних зображень. Реалізовано біотехнічну систему для якісного експрес-аналізу рідиннофазних об'єктів, яка може бути використана у біомедичній діагностиці.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості кореляцій антропометричних і соматотипологічних параметрів з показниками реоенцефалограми у практично здорових міських підлітків Подільського регіону залежно від їх статі та віку. Вперше проаналізовано антропометричні та соматотипологічні особливості реоенцефалографічних показників церебрального кровопостачання у даної категорії підлітків залежно від соматотипу. Встановлено значні статеві та соматотипологічні особливості більшості кореляцій. Розроблено та проаналізовано математичні моделі параметрів церебральної гемодинаміки для практично здорових підлітків обох статей.

  Скачати повний текст

Розроблено модель біотехнічної системи для тестування оператора поліграфа, обумовлену визначеним механізмом прийняття рішень і комплексом контрольованих фізіологічних показників, який діагностує психофізіологічну придатність оператора поліграфа за інтегральним показником, що враховує поточні, максимальні та мінімальні значення динамічних і квазістаціонарних сигналів, їх динаміку в процесі тестування, які вимірюються й обробляються біотехнічною системою для тестування операторів поліграфа.

  Скачати повний текст

Досліджено актуальні проблеми розробки засобу автоматизованого неруйнівного вимірювального контролю (ЗАНВК) спектрофотометричних параметрів біотканин. Обгрунтовано шляхи підвищення швидкодії та вірогідності контролю даних параметрів, зокрема коефіцієнтів дифузного відбивання на характеристичних довжинах хвиль. Проаналізовано сучасні засоби контролю параметрів біотканин, виявлено їх недоліки та запропоновано метрологічні та методичні шляхи їх усунення. Удосконалено існуючі та розроблено нові математичні моделі трансформації випромінювання неоднорідними об'єктами контролю на основі перенесення випромінювання. Створено ЗАНВК, що дозволяє ефективно зі значною швидкодією здійснювати процес вимірювань і контролю спектрофотометричних параметрів біотканини за рахунок використання двоканальної схеми порівняння та подавати їх як параметри експертної системи або у вигляді спектрів дифузного відбивання. Проведено експериментальні дослідження й оцінено метрологічні характеристики ЗАНВК, проаналізовано похибки та закони їх розподілу. На підставі виявлених помилок першого та другого роду визначено вірогідність контролю.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблеми розробки біомедичних інформаційно-вимірювальних систем (IBC) та їх застосування. Запропоновано новий напрямок створення IBC на основі надчутливих надпровідникових кріогенних сенсорів - СКВІД-магнітометрів для неінвазивної реєстрації надслабких біомагнітних полів від людей чи тварин. Створено фізико-математичні моделі та методи розрахунків СКВІД-магнітометрів і біомагнітної вимірювальної техніки та дослідні зразки IBC. Запропоновано нові підходи до розпізнавання зображень на основі модифікації двовимірного перетворення Фур'є, а також до класифікації та нечіткого прийняття рішень з метою детальної стратифікації станів біооб'єктів. Розроблено прикладне забезпечення інформаційних технологій магнітокардіографічної діагностики, призначене для її впровадження у клінічну практику.

  Скачати повний текст

Досліджено зв'язки ехокардіографічних (ЕхоКГ) показників з особливостями будови тіла у практично здорових міських підлітків різних соматотипів, мешканців Подільського регіону України. Із використанням результатів аналізу одержаних кореляційних зв'язків побудовано регресійні моделі нормативних індивідуальних сонографічних параметрів серця. Вперше у практично здорових міських підлітків Поділля різних соматотипів визначено особливості кореляцій між ЕхоКГ параметрами й антропометричними, соматотипологічними параметрами та показниками компонентного складу маси тіла. Встановлено, що розподіл підлітків на різні соматотипи дозволяє визначити зростання сили та кількості достовірних кореляцій. Виявлено виражені статеві відмінності зв'язків за силою, кількістю та напрямком. З'ясовано, що у більшості випадків відсутня упорядкованість кореляцій між структурними та функціональними ЕхоКГ параметрами й окремими групами антропометричних і соматотипологічних показників. Вперше проаналізовано регресійні моделі ЕхоКГ параметрів у підлітків різних соматотипів, побудованих на підставі особливостей будови тіла. Встановлено, що кількість моделей, які мають практичне значення для медицини, найбільша у підлітків мезо- й ектомезоморфного соматотипу (з вищою точністю опису модельованої ознаки у дівчаток, ніж у хлопчиків).

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель прогнозування періоду перевірки функціонування систем лазерної відеополяриметрії, що дозволяє оптимізувати процес контролю функціонального стану системи за умов недосконалості відповідних технічних засобів. Одержано залежність між оптичною та тепловою глибинами проникнення низькоінтенсивного лазерного випромінювання у плоскому шарі БТ за умови переважного поглинання світла на заданій довжині хвилі, що дозволяє визначити межово припустиму тривалість дії зондувального випромінювання за умов випромінювання оптичних і поляризаційних характеристик зразка й у разі лазерної терапії біотканин.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано можливість підвищення достовірності обробки біомедичної інформації шляхом застосування новітніх методів аналізу біомедичних зображень і створення оптико-електронної системи аналізу реологічних властивостей крові. Удосконалено метод локального контурного препарування, в якому враховано взаємозв'язки між сусідніми пікселями біомедичних зображень. Одержано зразкові шаблони-маски реологічних показників крові шляхом застосування W-спектра зв'язності, що дозволяє підвищити достовірність обробки біомедичних зображень. Удосконалено архітектуру оптико-електронної системи аналізу біомедичних зображень шляхом введення блоків еталонів і визначення ЛРП, наведено приклади практичної реалізації оптико-електронної системи аналізу реологічних властивостей крові на підставі одержаних біомедичних зображень, запропоновано структуру й алгоритм апаратно-програмної реалізації оптико-електронної системи аналізу реологічних властивостей крові. Проведено апробацію експериментального макета та методики визначення достовірності діагностики та підтверджено теоретичне оцінювання вірогідності аналізу реологічних властивостей крові.

  Скачати повний текст

Уперше побудовано математичну модель кардіоінтервалограми (КІГ) як суми дискретної детермінованої функції та стаціонарної лінійної випадкової послідовності, яка передбачає врахування нестаціонарного (перехідного) характеру та стохастичності КІГ за фізичних навантажень. Обгрунтовано методи статистичної обробки КІГ. З використанням методу найменших квадратів побудовано алгоритм оцінювання математичного сподівання КІГ. На базі теорії статистичного оцінювання ймовірнісних характеристик ергодичних відносно кореляційної функції та щільності розподілу випадкових послідовностей запропоновано алгоритм кореляційної функції та щільності розподілу стаціонарної компоненти КІГ. Запропоновано нові діагностичні ознаки для діагностики адаптивно-регулятивних можливостей організму людини, а саме: коефіцієнти розкладу оцінки математичного сподівання й оцінки кореляційної функції КІГ в ряди за ортогональними дискретними поліномами Чебишева, а також параметри кривої Пірсона, що апроксимує щільність розподілу КІГ. Створено метод імітаційного моделювання КІГ за фізичних навантажень на базі побудованої математичної моделі.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод та апаратуру для радіотермометричних досліджень з метою підвищення ефективності неінвазивної медичної діагностики. Відзначено, що незважаючи на наявний досвід виміру глибинних температур, застосування радіотермометрії в практичній медицині має обмежений характер. Для оцінки можливості методу й формування вимог до апаратури розглянуто модель розподілу теплових полів. Удосконалено модель розподілу тепла в однорідному середовищі від точкового джерела. Показано, що зміна теплопровідності усередині пухлини впливає на температуру яскравості та не впливає на температуру шкіри. Розроблено аплікаторну методику проведення локальної радіотермометрії внутрішніх органів людини. Експериментально досліджено частотні залежності вхідного опору та КСХ апертурного аплікатора прямокутної форми, а також розподіл інтенсивності поля в даному середовищі. Розроблено дослідний зразок радіотермометра, що дозволяє проводити комплексну діагностику захворювань черевної порожнини та динамічний контроль метаболізму в м'язах і тканинах.

  Скачати повний текст

Розроблено методи виділення інформаційних параметрів випадкових сигналів типу електроенцефалограм (ЕЕГ). Проведено порівняльний аналіз частотних, часових і частотно-часових методів обробки випадкових процесів. Обробку сигналів проведено за допомогою перетворення Фур'є параметричними методами (авторегресійним та методом Проні), а також методами віконного перетворення Фур'є та вейвлет-перетворення. Запропоновано нові методи аналізу випадкових сигналів за допомогою симетричних відведень, оцінки зміни миттєвої частоти в часі на базі частотного детектування ковзним вікном, виділення ритмів ЕЕГ сигналу на підставі обробки автокореляційної функції на ділянках відсутності шумової складової. Розроблено структурну схему системи обробки сигналів цифрового електроенцефалографа. Удосконалено метод визначення меж стаціонарності ділянок ЕЕГ на базі статистик Колмогорова - Смирнова для заданого рівня значущості, який не потребує попередньої побудови математичних моделей, а також дозволяє знаходити межі стаціонарності за допомогою граничного значення, що задається таблицею, а не емпірично.

  Скачати повний текст

Розроблено ефективний метод вимірювання в надвисокочастотному (НВС) діапазоні комплексної діелектричної проникності середовищ з поглинанням та частотною дисперсією відкритим кінцем коаксіальної лінії. Одержано вираз для адмітансу коаксіального зонда, який дозволяє явно визначити внесок кожної моди вищого порядку, що збуджуються на його апертурі. З використанням методів числового моделювання досліджено похибки, які виникають через неповну відповідність математичної моделі реальній геометрії зонда та його розташуванню відносно середовища, що зондується. Здійснено оцінювання чутливості методу відкритого кінця коаксіальної лінії під час визначення в НВЧ діапазоні діелектричних сталих біологічних тканин і показано важливість правильного вибору розмірів зонда для конкретного типу тканини. Запропоновано й експериментально перевірено методику вимірювання діелектричної проникності рідких середовищ ізольованим коаксіальним зондом. Наведено результати експериментального тестування методу з застосуванням різних коаксіальних зондів та дані, одержані внаслідок вимірювань комплексної діелектричної проникності зразків м'язової тканини.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи підвищення ймовірності правильної постановки діагнозу. Розроблено метод діагностики примежових станів організму людини. Обгрунтовано доцільність використання способу скорочення розмірності вхідного простору ознак у випадку дефіциту інформації. Розроблено адаптивний метод нечіткої кластеризації для паралельної й послідовної обробки медико-біологічних показників організму людини. Удосконалено вид метрики під час кластеризації, відмінною рисою якого є адаптація до типу й форми вихідних даних. Синтезовано структуру діагностичної системи об'єктивної постановки діагнозу, особливістю якої є неможливість впливу лікаря на даний процес. У структурі діагностичної системи об'єктивної постановки діагнозу використано метод випадкового пошуку з адаптацією для поділу інформаційних масивів за ступенем інформативності, що дозволяє одержати поєднання найбільш інформативних медико-біологічних показників. Здійснено апробацію нової системи у групах пацієнтів з захворюваннями серцево-судинної системи та зі змінами психофізіологічних показників організму. На підставі результатів паралельних досліджень традиційними методами відповідних груп обстежуваних доведено високу ефективність роботи запропонованої системи діагностики.

  Скачати повний текст

Удосконалено метод контролю рівня периферичної мікроциркуляції на певній довжині хвилі зондуючого випромінювання, що полягає в реєстрації відбитого світлового потоку оптико-електронними засобами "око-процесорного" типу, що, на відміну від аналогів, підвищує достовірність на 10 % під час контролювання стану периферичних судин. Вперше одержано математичні моделі контролю гемодинамічних показників на базі нечітких множин. Показано можливість їх використання для аналізу окремих органів шляхом обробки фотоплетизмографічної інформації. Вперше одержано еталони маски на базі застосування методу вейвлет-перетворення для виявлення рівня патологій периферичної мікроциркуляції, використання яких дозволяє підвищити достовірність результатів дослідження. Удосконалено оптико-електронні структури засобу контролю "око-процесорного" типу, які, на відміну від аналогів, підвищують інформативність обробки фотоплетизмографічної інформації.

  Скачати повний текст

Досліджено геометричні засади математичної залежності між багатьма біомедичними сигналами, а також виразу такої залежності у запропонованому альтернативному варіанті як геометричної моделі, з використанням якої дослідження й аналіз залежності формалізується геометричними діями над моделлю у фазовому просторі цих змінних. Досліджено багатопараметричні біомедичні залежності та їх деформацію як адаптацію до відповідних змін мов і кількісного значення змінних. Наведено специфічні багатовиди як геометричні моделі багатопараметричних залежностей, елементами яких є біомедичні сигнали електронних приладів та їх застосування для вирішення актуальних задач біомедицини. Установлено та досліджено геометричну суть відомих перетворень Фур'є та Лапласа, а також геометричні засади перетворення Wavelet, засади мультирезолюційного аналізу як складової Wavelet-перетворення. Вивчено геометричну суть медичних інформаційних систем у контексті засад багатовимірної геометрії. Запропоновано альтернативний апарат геометричного моделювання взаємозалежності між багатьма біосигналами та характеристиками стану пацієнта у вигляді специфічних багатовидів фазового простору всіх змінних, що дозволяє повною мірою формалізувати досліджений процес. Запропоновано модифікований епюр Радіщева, що розширює можливості розв'язання метричних задач нарисної геометрії багатовимірного простору як такий, що несе ортогонально доповняльні площини проекцій. Результати дослідження дають змогу опрацьовувати одержані залежності як математичний вираз в автоматичному інтерактивному режимі з паралельним супроводом візуального зображення на моніторі комп'ютера. Розв'язання всіх задач повністю формалізовано та зводиться до простих геометричних дій над моделлю дослідженої залежності як відповідного специфічного багатовиду в абстрактному фазовому просторі всіх змінних. Застосування запропонованого методу прискорює розв'язання задач та підвищує надійність і вірогідність результату.

  Скачати повний текст

Запропоновано метод ідентифікації пізніх потенціалів шлуночків і підхід до аналізу тонкої структури електрокардіограм на базі вейвлет-технологій, що дозволяє виявляти пізні потенціали шлуночків кожного кардіоциклу без усереднення. Удосконалено метод компресії електрокардіосигналів, базуючись на вейвлет-технології, що дозволяє підвищити ступінь компресії кардіосигналу без втрат даних. Адаптовано метод фільтрації електрокардіосигналів шляхом введення елементів адаптації до методу вейвлет-фільтрації, що забезпечує збереження низькоамплітудних складових електрокардіограм. Розвинуто метод електрокардіографії високого підсилення в частині визначення пізніх потенціалів шлуночків шляхом формування нових рішень на базі вейвлет-технологій.

  Скачати повний текст

Запропоновано модель процесу добового моніторингу артеріального тиску (ДМАТ) на базі одновимірних неперервних марківських ланцюгів, що дозволяє визначити сталі та кусково-сталі оцінки функцій інтенсивності переходів між станами, аналітичні співвідношення для функцій ризику знаходження процесу у певному стані, ймовірнісні характеристики функціонування процесу за умов стаціонарності та момент часу входу процесу в зону стаціонарності. Запропоновано як показники ДМАТ використовувати оцінки функцій інтенсивності переходу між станами та коефіцієнти аналітичних співвідношень до функцій ризику знаходження АТ і пульсу у певних зонах контролю. Розроблено метод, який поєднує ланцюги Маркова та штучні нейронні мережі в системі ДМАТ і дозволяє на підставі результатів математичного моделювання здійснити класифікацію хвороб відносно діагнозів та кластеризацію пацієнтів з метою формування уточнених діагнозів. Розроблено методику дослідження й аналізу варіабельності АТ та пульсу з використанням нововведених показників ДМАТ, за якою сформовано рекомендації щодо класифікації діагнозів, на яких базуються прийняття рішень медичним фахівцям.

  Скачати повний текст

Побудовано нову стохастичну, параметричну, конструктивну математичну модель електрокардіосигналу для задачі визначення зонної часової структури сигналу у вигляді циклічного з періодичними ймовірнісними характеристиками випадкового процесу. Базуючись на математичній моделі, розроблено метод виділення діагностичних зон електрокардіосигналу та наведено підхід до їх розпізнавання. Запропоновано нові класи діагностичних ознак у вигляді коефіцієнтів розкладу виділених діагностичних зон у ряд за ортогональними поліномами Чебишева для їх розпізнавання. Створено метод імітаційного моделювання електрокардіосигналів, який враховує зонну часову структуру для потреб тестування алгоритмів обробки й навчання систем розпізнавання біомедичних образів.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання утворення нових і удосконалення існуючих методів розробки та дослідження спеціалізованих некогерентних випромінювачів з керованими актинічними оптичними потоками для фотомедичних приладів і технологій. Здійснено комплексне вивчення теоретичних, алгоритмічних, конструктивних і технологічних аспектів розв'язку задач забезпечення медико-технічних режимів, формування характеристик потоків випромінення, стабільності функціонування та якості компонентів випромінювачів. З використанням нових принципів розроблено методи моделювання, комплексну експериментальну базу та банк даних для створення наукових засад раціонального проектування випромінювальних тіл класу інтегрованих теплових випромінювачів. Сформульовано принципи та умови вибору параметрів променистих потоків, удосконалено математичні моделі, аналітичні вирази та алгоритм для оптимізації компонентів основних класів фотомедичних випромінювачів. Уточнено теоретичні принципи на виявлених закономірностях формування просторового розподілу променистих потоків для розробки моделей випромінювачів з динамічним променеутворенням та ефективних методів внутрішнього та зовнішнього керування. Запропоновано методи та аналітичні вирази, а також новий спосіб регулювання і стабілізації для автоемісійних катодолюмінесцентних мікроелектронних систем нового класу безртутних нетеплових випромінювачів. Визначено параметри елементів, що забезпечують часову стабільність і спектрокорекцію. Обгрунтовано методику вибору конструктивно-теоретичних базисів. Наведено результати розробки випромінювачів широкого класу фотомедичних об'єктів, зокрема світлопровідних діагностико-лікувальних, фотополімеризаційних, термоформувальних та стерилізаційних стоматологічних приладів. З використанням розроблених теоретичних положень і математичних моделей здійснено їх медичне та технічне випробування та підтверджено суттєве поліпшення показників функціонування даних об'єктів.

  Скачати повний текст